DE4008084A1 - Verfahren zur herstellung von gipsfaserplatten, insbesondere von fussbodenplatten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von gipsfaserplatten, insbesondere von fussbodenplatten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gipsfaserplatten, insbesondere von Fußbodenplatten, wobei ein feinteiliges Gipsbindemittel und Fasern gemischt sowie die trockene Mischung mit Anmachwasser angemacht wird und wobei die angemachte Mischung zu einem Vorprodukt geformt sowie das Vorprodukt in einer Presse zur Gipsfaserplatte gepreßt wird, die dabei und danach zur Aushärtung gebracht, getrocknet und gegebenenfalls nachbearbeitet wird. - An­ machwasser bezeichnet eine Wassermenge, die zunächst eine ausreichende Hydratisierung des Gipsbindemittels sicher­ stellt, jedoch darüber hinaus einen abgestimmten Überschuß aufweist. Der Überschuß ist für die Verarbeitung der Mi­ schung und für ein ausreichendes Zusammenhalten des Vor­ produktes erforderlich.
Im Rahmen der bekannten Maßnahmen, von denen die Erfin­ dung ausgeht (DE-OS 32 16 886), wird ein besonderes Gips­ bindemittel nicht angegeben, zumeist jedoch mit Stuckgips, d. h. Calciumsulfat-Betahalbhydrat, gearbeitet. Die ange­ machte Mischung wird auf eine Preßunterlage aufgestreut und dadurch zu Vorprodukten geformt, die einen mattenar­ tigen Charakter aufweisen. Die Pressung erfolgt zwischen den Pressenplatten einer Plattenpresse, und zwar umfangs­ offen in bezug auf das Vorprodukt und die fertige Gips­ faserplatte. Im einzelnen ist zu diesen bekannten Maßnah­ men folgendes zu bemerken: Die aus dem Gipsbindemittel und den Fasern bestehende trockene Mischung wird bei der Zu­ gabe des Anmachwassers verwirbelt. Das Anmachwasser wird in feiner Verteilung in die Verwirbelung eingedüst. Die angemachte Mischung wird vor Beginn des Abbindens auf eine Kunststoffbahn aufgestreut und danach wie beschrieben ver­ preßt. Der Preßdruck wird so lange aufrechterhalten, bis eine ausreichende Festigkeit erreicht ist. Die Dicke der Gipsfaserplatten wird im Rahmen der bekannten Maßnahmen zumeist durch sogenannte Distanzleisten bestimmt, die auf die jeweils untere Pressenplatte aufgelegt und an zwei Seiten der Vorprodukte angelegt werden, während die beiden anderen Seiten umfangsoffen bleiben. Dieses bewirkt, daß der Druck zu diesen Rändern der Vorprodukte hin abnimmt. Zumindest insoweit ist ein späteres Besäumen unerläßlich. Wird mit Distanzleisten gearbeitet und erfolgt die Streu­ ung nicht ausreichend gleichmäßig, so entstehen beim Ver­ pressen der Vorprodukte zu den fertigen Gipsfaserplatten im Preßgut lokale Druckunterschiede und folglich Gips­ faserplatten mit nicht ausreichend homogenen physikali­ schen Parametern, wie Dichte und Festigkeit. Außerdem ver­ lassen im Rahmen der bekannten Maßnahmen die Gipsfaser­ platten die Presse in Form von schlaffen Rohlingen. Die Rohlinge müssen bei der weiteren Handhabung und Verarbei­ tung unterstützt werden und sind nicht ausreichend selbst­ tragend. Diese Nachteile beruhen auch darauf, daß ein hoher Anteil an Fasern und eine relativ große Menge an Anmachwasser verwendet wird. Folglich muß auch Wasser aus­ gepreßt und abgeführt werden. Im Rahmen der bekannten Maß­ nahmen läßt sich insbesondere dann, wenn als Gipsbindemit­ tel Stuckgips, d. h. Calciumsulfat-Betahalbhydrat, einge­ setzt und mit zellulosehaltigen Fasern gearbeitet wird, nicht verhindern, daß in erheblichem Maße Luft in die ange­ machte Mischung eingebracht wird, die beim Pressen nur un­ vollständig entweicht. Auch daraus resultieren Dichte­ schwankungen. Je dicker die Vorprodukte und damit die ge­ preßten Gipsfaserplatten sind, desto ausgeprägter sind diese Störungen. Es werden daher im Rahmen der bekannten Maßnahmen regelmäßig Gipsfaserplatten mit einer verhält­ nismäßig geringen Dicke hergestellt. Hochbeanspruchte Gipsfaserbauteile, insbesondere Fußbodenplatten, werden durch Aufeinanderkleben von mehreren, verhältnismäßig dün­ nen Gipsfaserplatten hergestellt, und zwar zumeist mit sich kreuzender Orientierung der Fasern, die sich beim Streuen orientiert haben. Das Aufeinanderkleben der Gips­ faserplatten ist aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs be­ schriebene Verfahren so zu führen, daß hochbeanspruchbare Gipsfaserplatten erhalten werden, die sich durch große Homogenität der physikalischen Parameter auszeichnen, und zwar auch dann, wenn Gipsfaserplatten großer Dicke herge­ stellt werden. Die hergestellten Gipsfaserplatten sollen praktisch keiner Nachbehandlung bedürfen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß mit ei­ nem Gipsbindemittel gearbeitet wird, welches aus zumindest 60 Gew.-% Calciumsulfat-Alphahalbhydrat und außerdem bis zu 35 Gew.-% Calciumsulfat-Betahalbhydrat sowie gegebenen­ falls im Rest aus feinteiligen inerten Bestandteilen be­ steht, daß 100 Gew.-Teile dieser Bindemittelmischung mit maximal 20 Gew.-Teilen Fasern gemischt werden, daß diese Mischung mit dem Anmachwasser preßwasserfrei angemacht wird, und daß die angemachte Mischung in eine umfangsge­ schlossene Form eingebracht sowie in dieser zu dem Vorpro­ dukt geformt und in der umfangsgeschlossenen Form formge­ nau so gepreßt wird, daß die fertige Gipsfaserplatte eine Rohdichte von zumindest 1,5 g/cm3 aufweist. Preßwasserfrei bedeutet eine Einstellung der Anmachwassermenge so, daß beim Preßvorgang kein Wasser abläuft. Vorzugsweise wird mit etwa 6 Gew.-Teilen zellulosehaltiger Fasern auf 100 Gew.-Teile der trockenen Bindemittelmischung gearbei­ tet. Vorzugsweise wird fernerhin so gepreßt, daß die Roh­ dichte der fertigen Gipsfaserplatten über 1,5 g/cm3, z. B. bei 1,6 oder 1,7 g/cm3 liegt. Es versteht sich, daß das Gipsbindemittel durch Zusatzstoffe so eingestellt wird, daß eine vorzeitige Abbindung und Aushärtung nicht ein­ tritt.
Im Rahmen der Erfindung wirken die Fasern gleichsam als Bewehrungen, die die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit der Gipsfaserplatten erhöhen. Nach bevorzugter Ausführungs­ form der Erfindung werden dem Gipsbindemittel zellulosehal­ tige Fasern beigemischt. Insbesondere können als zellulose­ haltige Fasern Papierfasern eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang lehrt die Erfindung, daß die Papierschnitzel mit zumindest einem Teil des Gipsbindemittels zusammenge­ mahlen und dadurch die Papierschnitzel zerfasert werden. Man erreicht so mischungsfreudige Fasern und leicht eine sehr homogene Mischung. Außerdem können in den genannten 20 Gew.-Teilen Fasern verstärkende Bewehrungsfasern enthal­ ten sein, z. B. Kunststoffasern, Mineralfasern und/oder Metallfasern, jedoch nur bis zu 5 Gew.-Teilen.
Erfindungsgemäß wird ein besonderes Gipsbindemittel einge­ setzt. Auf dieses besondere Gipsbindemittel wird die Menge an Fasern so abgestimmt, daß hochbeanspruchbare Gipsfa­ serplatten entstehen, die eine große Dicke aufweisen kön­ nen und sich durch sehr homogene physikalische Parameter und hohe Belastbarkeit auszeichnen. Die Dicke der Gipsfa­ serplatte kann, einschichtig, 50 mm und mehr betragen. Die aus den beschriebenen Vorteilen resultierende hohe Qualität, ebenso wie die Tatsache, daß nur eine geringe Nachbearbeitung erforderlich ist, beruhen darauf, daß in umfangsgeschlossenen Formen gepreßt wird, und zwar so, daß die fertige Gipsfaserplatte eine Rohdichte von zumin­ dest 1,5 g/cm3 aufweist. Störende Lufteinflüsse werden nicht beobachtet. Das Anmachwasser wird mengenmäßig so eingestellt, daß beim Pressen des Vorproduktes kein Wasser freigesetzt wird und abgeführt werden muß.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung des Verfahrens. Be­ währt hat es sich, mit einem Gipsbindemittel zu arbeiten, welches das Calciumsulfat-Alphahalbhydrat in Fraktionen unterschiedlicher Mahlfeinheit enthält. Auf diese Weise läßt sich u. a. die Festigkeit der Gipsfaserplatten beein­ flussen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, der Mischung aus dem Gipsbindemittel und Fasern feinkörnige Leichtzu­ schlagstoffe, wie z. B. Perlite oder Vermiculite, beizu­ mischen. Ohne Störung kann dem Gipsbindemittel als inert wirkender Bestandteil Schleifabfall in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% beigegeben werden. Es empfiehlt sich, die trockene Mischung aus dem Gipsbindemittel und den Fasern in einem Durchlaufmischer mit dem Anmachwasser zu vermischen. Dem Anmachwasser können Additive für die Be­ einflussung der Reaktionsgeschwindigkeit des Gipsbindemit­ tels beigegeben werden. Diese können aber auch dem fein­ teiligen Gipsbindemittel beigegeben werden. Im allgemeinen wird man die Vorprodukte in der umfangsgeschlossenen Form mit einem Preßdruck von etwa 10 bis 25 N/mm2, vorzugsweise 12 bis 20 N/mm2, verpressen. Nach bevorzugter Ausführungs­ form der Erfindung wird beim Pressen so gearbeitet, daß das Vorprodukt entlüftet und bis zu einem praktisch rück­ federungsfreien Endzustand verdichtet wird. Das gelingt insbesondere dann auf einfache Weise, wenn die Vorprodukte in der umfangsgeschlossenen Preßform einer Impulsverpres­ sung unterworfen werden.
Erfindungsgemäß wird eine faserarme Mischung verwendet. Diese wird mit hohen Preßdrücken zu Gipsfaserplatten ge­ preßt, die als Gipsfaserplattenrohlinge die umfangsge­ schlossene Form verlassen, beispielsweise aus diesen aus­ gestoßen werden können und bereits manipulierbar und stapelbar sind.
Im Rahmen der Erfindung kann Calciumsulfat-Alphahalbhydrat mit unterschiedlichen Mahlfeinheiten verwendet werden. Die folgenden vier Mahlfeinheiten sind zur Herstellung von Gipsfaserplatten nach dem eingangs beschriebenen Ver­ fahren allein oder in Kombination geeignet:
Mahlfeinheit 1)
Rückstand auf 50 µm|0%
Rückstand auf 40 µm 1-2%
Rückstand auf 32 µm 7-11%
spez. Oberfläche (Blaine) 4200 cm²/g
Mahlfeinheit 2)
Rückstand auf 50 µm|1-3%
Rückstand auf 40 µm 6-10%
Rückstand auf 32 µm 20-26%
spez. Oberfläche (Blaine) 3900 cm²/g
Mahlfeinheit 3)
Rückstand auf 50 µm|12-16%
Rückstand auf 40 µm 22-24%
Rückstand auf 32 µm 35-41%
spez. Oberfläche (Blaine) 3000 cm²/g
Mahlfeinheit 4)
Rückstand auf 50 µm|20-25%
Rückstand auf 40 µm 35-41%
Rückstand auf 32 µm 50-58%
spez. Oberfläche (Blaine) 2300 cm²/g
Bevorzugt wird mit Calciumsulfat-Alphahalbhydrat der Mahl­ feinheit 1) gearbeitet. Das verhältnismäßig grobkörnige Calciumsulfat-Alphahalbhydrat begünstigt im Rahmen der Erfindung die Entlüftung. Der dem Gipsbindemittel zuge­ setzte Anteil an Calciumsulfat-Betahalbhydrat bildet den Feinanteil des Gipsbindemittels und füllt zumindest teil­ weise die Hohlräume zwischen den gröberen Calciumsulfat- Alphahalbhydratteilchen. Diese Maßnahme dient der Wasserrückhaltung beim Verpressen, unterdrückt also das Austreten von Preßwasser. Der Anteil an Calciumsulfat- Betahalbhydrat wird in Abstimmung mit dem Anmachwasser so eingestellt, daß Lufteinschlüsse gering gehalten wer­ den. Im Rahmen der Erfindung liegt es, der Mischung die Benetzbarkeit und das Wasserrückhaltevermögen verbes­ sernde Mittel wie Tenside, Methylzellulose, Azetatdisper­ sionen oder dergleichen zuzusetzen. Neben dem Schleifab­ fall können in Grenzen auch in diesem Verfahren inert wir­ kende Bestandteile, wie Hüttensand, Tonerde, Zement oder dergleichen, beigegeben werden, jedoch in geringen Mengen, da diese Zusätze die Festigkeit senken. Solche Zusätze wirken sich je nach dem Verwendungszweck der Gipsfaser­ platten im Einsatz vorteilhaft aus.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, in die Vorprodukte Be­ wehrungselemente in Form von Bewehrungsgittern und/oder Bewehrungsgeflecht, auch in Form von Stahlmatten, einzu­ bringen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die das Schema der Anlage für die Durchführung eines er­ findungsgemäßen Verfahrens darstellt, ausführlicher erläu­ tert.
In einem Vorratsbehälter 1 ist Gipsbindemittel gelagert, das bodenseitig aus dem Vorratsbehälter 1 abgeführt und in einen Schneckenförderer 2 eingespeist werden kann, aus dem es über eine Wägeeinrichtung 3 an einen Mischer 4 in dosierter Menge abgegeben wird. Ferner ist ein Vorratsbe­ hälter 5 für Schleifabfall fertiger Gipsfaserplatten vor­ gesehen, der an einen Schneckenförderer 6 und von dort über eine Wägeeinrichtung 7 an den Mischer 4 abgegeben werden kann.
Zusätzlich ist eine Altpapieraufbereitung 8 vorgesehen, von der voraufbereitetes Altpapier über eine Wäge- und Dosiereinrichtung 9 an eine Mühle 10 abgegeben wird. Dort erfolgt eine Zerfaserung zu Papierfasern. Der Mühle 10 wird ferner Gipsbindemittel aus einem Vorratsbehälter 11 über einen Schneckenförderer 12 und eine Wägeeinrichtung 13 zugeführt, so daß das Altpapier mit einem Teil des Gipsbindemittels in der Mühle 10 vermahlen und dann mit dem übrigen Gipsbindemittelanteil im Mischer 4 gemischt wird. Ferner ist eine Aufbereitung 14 für verstärkende Fasern, beispielsweise Glasfasern, vorgesehen, die über eine Dosiereinrichtung 15 ebenfalls in vorbestimmter Ge­ wichtsmenge dem Mischer 4 zugeführt werden.
Der Mischer 4 arbeitet diskontinuierlich und gibt die aus Gipsbindemittel, zellulosehaltigen Fasern und gegebenen­ falls verstärkenden Fasern bestehende Mischung an einen Vorratsbehälter 16, von dem die Mischung in dosierter Menge/Zeiteinheit an zwei parallele Durchlaufmischer 17 abgegeben wird, in die das Anmachwasser aus einem Behälter 18 in der vorgegebenen Menge eingegeben wird. Das Anmach­ wasser kann zusätzlich Additive, beispielsweise zum Be­ schleunigen der Reaktionsgeschwindigkeit des Gipsbindemit­ tels oder zur Erhöhung der Benetzbarkeit der Mischung, enthalten.
Die in den Durchlaufmischern 17 befeuchtete Mischung wird jeweils in einen Füllkasten 19 gegeben, der nach dem Er­ reichen des vorgegebenen Füllgewichtes in eine Presse 20 eingeführt wird und dort die befeuchtete Mischung in den Pressenformschacht übergibt. Dadurch entsteht das Vorpro­ dukt. Die Pressen 20 besitzen insbesondere zwei Stempel, die von oben und von unten auf das in der Form befindliche Vorprodukt mit einem Preßdruck von 10 bis 25 N/mm2, ins­ besondere 12 bis 20 N/mm2, einwirken. Insbesondere erfolgt die Verpressung als Impulsverpressung in Form von min­ destens zwei schnell aufeinanderfolgenden Preßvorgängen, zwischen denen eine Entlüftung stattfinden kann. Jeden­ falls wird das Vorprodukt in der Form derart gepreßt, daß die in der Mischung befindliche Luft insoweit entweichen kann, daß nach dem Pressen keine Rückfederung eintritt. Die Preßstempel können hierzu auch mit entsprechenden Luftabführdüsen, die z. B. siebartig ausgebildet und ge­ gebenenfalls an eine Unterdruckquelle angeschlossen sind, versehen sein.
Der auf diese Weise hergestellte kanten- und eigenstabile Gipsfaserplattenrohling 21 wird nach dem Entformen von einem Umsetzer auf einem Aushärteband 22 abgelegt, auf dem er so lange verbleibt, bis das Bindemittel ausgehärtet ist. Dies dauert etwa 25 min. Nach dem Aushärten enthalten die Gipsfaserplattenrohlinge ca. 4 Gew.-% nicht chemisch gebundenes Wasser.
Die ausgehärteten Gipsfaserplattenrohlinge 21 werden einem Trockner zugeführt. Hierbei wird insbesondere ein Hoch­ frequenztrockner bevorzugt, der zusätzlich mit Umluft zum Abführen der Feuchtigkeit arbeiten kann. Der Hochfrequenz­ trockner läßt sich wegen des geringen Restfeuchtigkeitsge­ haltes der Gipsfaserplattenrohlinge von ca. 4 Gew.-% ein­ setzen und führt zu schneller Trocknung.
Vom Trockner gelangen die Gipsfaserplattenrohlinge in eine Nachbearbeitungsstation, in der bei Bedarf die Kanten und wenigstens eine Oberfläche durch Schleifen auf die ge­ wünschte Maßgenauigkeit gebracht werden können. Der bei der Nachbearbeitung anfallende Schleifabfall gelangt dann in den Vorratsbehälter 5, während die fertigen Platten palettiert und zum Versand verpackt werden können. Die hergestellten Gipsfaserplatten sind insbesondere als Fuß­ bodenplatten für Doppelböden, aber auch als Unterboden­ platten, Bauplatten für den Innenausbau oder dergleichen einsetzbar.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Gipsfaserplatten, insbe­ sondere von Fußbodenplatten, - wobei
ein feinteiliges Gipsbindemittel und Fasern ge­ mischt sowie die trockene Mischung mit Anmachwas­ ser angemacht wird
und wobei die angemachte Mischung zu einem Vorprodukt ge­ formt sowie das Vorprodukt in einer Presse zur Gipsfaser­ platte gepreßt wird, die dabei und danach zur Aushärtung gebracht, getrocknet und gegebenenfalls nachbearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Gipsbindemittel gearbeitet wird, welches aus zumindest 60 Gew.-% Calciumsulfat-Alphahalbhydrat und außer­ dem bis zu 35 Gew.-% Calciumsulfat-Betahalbhydrat sowie gegebenenfalls im Rest aus feinteiligen inerten Bestand­ teilen besteht,
daß 100 Gew.-Teile dieser Bindemittelmischung mit maximal 20 Gew.-Teilen Fasern gemischt werden,
daß diese Mischung mit dem Anmachwasser preßwasserfrei angemacht wird, und daß die angemachte Mischung in eine umfangsgeschlossene Form eingebracht sowie in dieser zu dem Vorprodukt geformt und in der umfangsgeschlossenen Form formgenau so gepreßt wird, daß die fertige Gipsfaser­ platte eine Rohdichte von zumindest 1,5 g/cm3 aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gipsbindemittel zellulosehaltige Fasern beigemischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zellulosehaltige Fasern Papierfasern eingesetzt wer­ den.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Papierschnitzel mit zumindest einem Teil des Gipsbindemittels zusammen gemahlen und dadurch die Papierschnitzel zerfasert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem der Bindemittelmischung zuge­ mischten Faseranteil bis zu 5 Gew.-Teile verstärkende Be­ wehrungsfasern beigemischt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Gipsbindemittel gearbeitet wird, welches das Calciumsulfat-Alphahalbhydrat in Frak­ tionen unterschiedlicher Mahlfeinheit enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus dem Gipsbindemittel und den Fasern feinkörnige Leichtzuschlagstoffe, wie Perlite oder geblähte Vermiculite, beigemischt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gipsbindemittel als inerten Be­ standteil bis zu 5 Gew.-% Schleifabfall von fertigen Gips­ faserplatten enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene Mischung in einem Durch­ laufmischer mit dem Anmachwasser vermischt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anmachwasser Additive für die Be­ einflussung der Reaktionsgeschwindigkeit des Gipsbinde­ mittels beigegeben werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt in der umfangsge­ schlossenen Form mit einem Preßdruck von 10 bis 25 N/mm2, vorzugsweise 12 bis 20 N/mm2 gepreßt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt beim Pressen entlüftet und bis zu einem praktisch rückfederungsfreien Endzustand verdichtet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt in der umfangsge­ schlossenen Preßform einer Impulsverpressung unterworfen wird.
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